陕西省电分析化学重点实验室围绕实验室建设的总体指导思想，以电化学与生物传感技术研究为核心，逐渐形成了具有本实验室特色的主要研究方向：
1、电化学与生物传感技术
结合交叉和边缘学科原理与技术，研究电化学新理论新技术；探索新型生物传感界面的构建、界面反应与调控等基础性问题；研究敏感材料的结构与响应性能的关系以寻找新型载体与仿生传感材料，研制高性能的电化学与生物传感器件，建立电化学与生物传感新原理、新方法和新技术，为生物医学、环境监测、食品医药及能源与材料等方面研究提供科学依据和指导。
2、复杂体系分离、鉴定与分析
以现代分离分析技术为主要手段，针对生物样品、食品、中药和文物等复杂样品成分分析中面临的高效样品制备、高分辨分离、超痕量检测和高通量鉴定等问题，研究多维、多尺度、多参量和高性能分离、鉴定与分析新原理与新方法，以解决低含量目标分子的高效高选择性富集、特异性识别、高含量样品基体的去除、复杂样品的全分析中存在的问题，为生命科学、食品、中药和文物等研究提供科学依据。
3、化学计量学与过程分析
结合现代分析技术及数学、计算机等学科的理论方法，开展化学计量学及过程控制中的化学计量学理论、分离过程优化及复杂生化体系的在线控制和过程分析方法、代谢组学中的化学生物信息学、药物和生物大分子及功能体系的结构性能关系和中药指纹图谱及中药生产过程的质量控制研究，为复杂体系的表征和解析提供理论和技术依据。